人教版高中物理选修3-1学案：第二章 第6节 导体的电阻含答案

第6节导体的电阻

1.导体的电阻与导体的横截面积、长度、材料、温度等有关。 2．电阻率是反映材料导电性能的物理量，电阻反映了导体对电流的阻碍作用。

3．电阻定律的表达式R ＝ρl S 是电阻的决定式，公式R ＝U I

是电阻的定义式。

一、实验探究：影响导体电阻的因素 1．与导体电阻有关因素的测量方法 (1)电阻丝横截面积的测量

把电阻丝紧密绕在一个圆柱形物体上(例如铅笔)，用刻度尺测出多匝的宽度，然后除以圈数，得到电阻丝的直径，进而计算出电阻丝的横截面积；或用螺旋测微器测出电阻丝的直径，进而得到电阻丝的横截面积。

(2)电阻丝长度的测量

把电阻丝拉直，用刻度尺量出它的长度。 (3)电阻的测量

连接适当的电路，测量电阻丝两端的电压U 和通过电阻丝的电流I ，由R ＝U I

计算得到电阻。

2．探究导体电阻与其影响因素的关系 (1)实验探究 项目 内容

实验目的

探究导体电阻与长度、横截面积、材料的关系

实验电路

实验方法

控制变量法：在长度、横截面积、材料三个因素，b 、c 、d 与a 分别有一个因

素不同

实验原理

串联的a 、b 、c 、d 电流相同，电压与导体的电阻成正比，测量出它们的电压

就可知道电阻比，从而分析出影响导体电阻大小的有关因素

①导体电阻与长度的关系：一条导线可看成有相同长度的多段导线串联，由串联电路的性质可分析出导体的电阻R ∝l 。

②导体电阻与横截面积的关系：多条长度、材料、横截面积都相同的导体紧紧束在一起，由并联电路的性质分析出导体的电阻R ∝1

S

。

③导体电阻与材料的关系：由实验探究得到长度、横截面积相同而材料不同的导体电阻不同。

二、电阻定律 1．内容

同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成正比，与它的横截面积S 成反比；导体电阻还与构成它的材料有关。

2．公式

R ＝ρl S

。

3．符号意义

l 表示导体沿电流方向的长度，S 表示垂直电流方向的横截面积，ρ是电阻率，表征材

料的导电性能。

4．材料特性应用

(1)连接电路的导线一般用电阻率小的金属制作。

(2)金属的电阻率随温度的升高而增大，可用来制作电阻温度计，精密的电阻温度计用铂制作。

(3)有些合金的电阻率几乎不受温度变化的影响，常用来制作标准电阻。

1．自主思考——判一判

(1)导体的电阻由导体的长度和横截面积两个因素决定。(×)

(2)一根阻值为R 的均匀电阻线，均匀拉长为原来的2倍，电阻变为4R 。(√) (3)由R ＝U I

可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。(×) (4)金属电阻随温度变化的原因是热胀冷缩导致金属电阻的长短和横截面积发生变化，所以金属的电阻随温度变化的幅度不大。(×)

(5)温度变化导致金属电阻变化的原因是金属的电阻率随温度变化。(√)

(6)金属导线对折或拉伸后电阻发生变化的原因不是电阻率的变化，而是导线长度、横截面积的变化。(√)

2．合作探究——议一议

(1)由影响导体电阻的因素分析为什么几个电阻串联，总电阻增大，几个电阻并联总电阻减小？

提示：几个电阻串联相当于增大了导体的长度，几个电阻并联相当于增大了导体的横截面积。

(2)实验室中有一种测电阻的仪器叫欧姆表，用该表可以直接测出“220 V 100 W ”的

灯泡不工作时的电阻为几十欧姆，而用R ＝U 2

P

计算出的电阻为484 Ω，试探究其原因。

提示：用R ＝U 2

P

计算出的电阻是指灯泡正常工作时电阻，正常工作时，灯丝温度高达几

千度，而用欧姆表测得的是常温电阻，这也充分说明导体的电阻率与温度有关。

对电阻定律的理解

1．公式R ＝ρl S

是导体电阻的决定式，图中所示为一块

长方体铁块，若通过电流I 1，则R 1＝ρa bc ；若通过电流I 2，则R 2＝ρc ab

。 导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，是由导体本身性质决定的。 2．适用条件：温度一定，粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解质溶液。 3．电阻定律是通过大量实验得出的规律。 4．R ＝ρl S 与R ＝U I

的比较

R ＝ρl S

R ＝U I

意义

电阻定律的表达式，也是电阻的决定式

电阻的定义式，R 与

U 、I 无关

作用

提供了测定电阻率的一种方法：ρ＝R S l

提供了测定电阻的一种方法：伏安法

适用范围 适用于粗细均匀的金属导体或浓度均匀的电解

液、等离子体

纯电阻元件

联系 导体的电阻取决于导体本身的材料、长度和横截面积，而不是U 和I

[典例] 如图所示，厚薄均匀的矩形金属薄片边长ab ＝2bc 。当将A 与B 接入电压为U 的电路中时，电流为I ；若将C 与D 接入电压为U 的电路中，则电流为( )

A ．4I

B ．2I C.12

I D.14

I [解析] 设沿AB 方向的横截面积为S 1，沿CD 方向的横截面积为S 2，则有S 1S 2＝1

2，AB 接

入电路时电阻为R 1，CD 接入电路时电阻为R 2，则有R 1R 2＝ρ

l ab

S 1ρl bc S 2

＝41，由欧姆定律得电流之比I 1

I 2

＝

R 2R 1＝1

4

，解得I 2＝4I 1＝4I ，故A 正确。 [答案] A

公式R ＝ρl

S

的应用策略

(1)公式R ＝ρl S

中的l 是沿电流方向的导体长度，S 是垂直于电流方向的横截面积。 (2)一定几何形状的导体，电阻的大小与接入电路的具体方式有关，在应用关系R ＝ρl S

求电阻时要注意导体长度和横截面积的确定。

(3)一定形状的几何导体当长度和横截面积发生变化时，导体的电阻率不变，体积不变，由V ＝Sl 可知l 和S 成反比，这是解决此类电阻变化问题的关键。